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煤炭浮沉試驗方法（一）
發(fā)布時間：2017-09-01
煤炭浮沉試驗是指根據(jù)煤的密度的差異，在介質(zhì)中使其分離，從而了解各密度級產(chǎn)物的質(zhì)量指標。其目的是根據(jù)不同密度級煤的產(chǎn)率及質(zhì)量特征了解煤的可選性，從而為選煤廠的設(shè)計確定分選方法、工藝流程和設(shè)備要求等方面提供技術(shù)依據(jù)。同時在生產(chǎn)中，通過對入選原煤的浮沉試驗，確定精煤的理論產(chǎn)率和生產(chǎn)過程中的實際精煤產(chǎn)率，并可計算出選煤廠對該種煤炭的分選效率(數(shù)量效率等)。
浮沉試驗應(yīng)在浮沉室內(nèi)進行，室內(nèi)面積一般為36m2。
為保證浮沉試樣的代表性，浮沉試驗用的煤樣從篩分后的各粒度級產(chǎn)物中縮取，縮取后再對各粒級產(chǎn)物分別進行浮沉，這樣做會得到更準確的結(jié)果。浮沉試驗用煤樣的質(zhì)量根據(jù)每個粒級的粒度大小而定，質(zhì)量應(yīng)符合表3―6的規(guī)定。
取樣步驟如下：①大于50mm的各粒級浮沉試驗煤樣，應(yīng)用堆錐四分法從各手選產(chǎn)物中縮取，按比例配成該粒級的浮沉試驗煤樣，必要時矸石與硫化鐵可以不配入該粒級浮沉試驗煤樣中，但須加以說明；②小于50mm的各粒級產(chǎn)物浮沉試驗煤樣，用堆錐四分法或縮分器從相應(yīng)的粒級中縮取。
浮沉試驗用的煤樣必須為空氣干燥狀態(tài)。
二、重液配制
試劑主要有氯化鋅、苯、四氯化碳和三溴甲烷等(均屬工業(yè)品)。
浮沉試驗用的重液一般為氯化鋅水溶液。用氯化鋅浮沉有困難時可以采用四氯化碳、三溴甲烷和苯等有機重液。
如果氯化鋅水溶液含有較多的固體雜質(zhì)，在測定密度以前用沉淀法去除。在試驗過程中如果煤泥混入重液太多，也要用沉淀法去除。當室溫很低，氯化鋅重液有結(jié)晶析出時，需將重液加熱溶解后方可進行浮沉試驗。
可按下列密度分成不同密度級：1.30kg/L、1.40kg/L、1.50kg/L、1.60kg/L、1.70kg/L、1.80kg/L、 2.Ookg/L。必要時增力1.25kg/L、1.35kg/L、1.45kg/L、1.55kg/L、1.90kg/L或2.10kg/L等密度。當小于1.30kg/L密度級的產(chǎn)率大于20％時，必須增加1.25kg/L密度級。無煙煤可根據(jù)具體情況適當減少或增加某些密度級。各密度級重液的配制見表3―7。
配制方法：取1.014kg氯化鋅，溶于1.586kg水中，然后用1.30kg/L的密度計測其密度。根據(jù)密度計指示值高低，加入適量的水，或加入適量的氯化鋅，直至密度計指示值到1.30為止。
測定方法：測定重液的密度時，應(yīng)先用木棒輕輕攪動，待其均勻后取部分重液倒入量筒中，然后將密度計放入(也可直接放入浮沉桶)讓其自由浮沉，平穩(wěn)后讀取其密度值。如密度高則加水稀釋，反復(fù)測定直至達到要求的密度為止。
三、試驗步驟
①將配好的重液(密度值準確到0.003kg/L)裝入重液桶中并按密度大小順序排好，每個桶中重液液面不低于350mm。把最低密度的重液再分裝入另一個重液桶中，作為每次試驗的緩沖液使用。
②浮沉順序一般是從低密度級向高密度級逐步進行。如果煤樣中易泥化的矸石或高密度物含量多時，可先在最高的密度液內(nèi)浮沉，撈出的浮物仍按由低密度到高密度順序進行浮沉。
③浮沉試驗之前先將煤樣稱量，放入網(wǎng)底桶內(nèi)，每次放入的煤樣厚度一般不超過100mm，用水洗凈附著在煤塊上的煤泥，濾去洗水再進行浮沉試驗。收集同一粒級沖洗出的煤泥水，用澄清法或過濾法回收煤泥，然后干燥稱重。此煤泥通常稱為浮沉煤泥。
④進行浮沉試驗時，先將盛有煤樣的網(wǎng)底桶在最低一個密度的緩沖液內(nèi)浸潤一下(同理，如先浮沉高密度物，也應(yīng)在該密度的緩沖液內(nèi)浸潤一下)，然后提起斜放在桶邊上濾盡重液，再放入浮沉用的最低密度的重液桶內(nèi)，用木棒輕輕攪動或?qū)⒕W(wǎng)底桶緩緩地上下移動，然后使其靜止分層，分層時間不少于下列規(guī)定：粒度大于25mm時，分層時間為1～2min；最小粒度為3mm時，分層時間為2～3min；最小粒度為1～0.5mm時，分層時間為3～5min。
⑤小心地用撈勺按一定方向撈取浮物。撈取深度不得超過100mm。撈取時應(yīng)注意勿使沉物攪起混入浮物中，待大部分浮物撈出后，再用木棒攪動沉物，然后仍用上述方法撈取浮物，反復(fù)操作直到撈盡為止。
⑥把裝有沉物的網(wǎng)底桶慢慢提起，斜放在桶邊上濾盡重液，再把它放人下一個密度的重液桶中，用同樣方法逐次按密度順序進行，直到該粒級煤樣全部做完為止，最后將沉物倒入盤中。在整個試驗過程中應(yīng)隨時調(diào)整重液的密度，保證密度值的準確，且應(yīng)注意回收氯化鋅溶液。
⑦各密度級產(chǎn)物應(yīng)分別濾去重液，用水沖凈產(chǎn)物上殘存的氯化鋅(最好用熱水沖洗)，然后放入溫度不高于lOOOC的干燥箱內(nèi)干燥，干燥后取出冷卻，達到空氣干燥狀態(tài)再進行稱重。
四、結(jié)果表述
浮沉試驗得出的結(jié)果，應(yīng)整理到規(guī)定的表格中去，以備查用和分析。在整理資料時，首先應(yīng)檢查試驗結(jié)果的準確性，看結(jié)果是否超過了規(guī)定的允許差。如果超過了允許差，該次試驗失敗，需重做。檢查時應(yīng)根據(jù)GB 478―87《煤炭浮沉試驗方法》的規(guī)定對煤炭浮沉試驗結(jié)果進行校核。
1．煤炭浮沉試驗數(shù)量、質(zhì)量檢查方法
(1)質(zhì)量校核浮沉試驗前空氣干燥狀態(tài)的煤樣質(zhì)量與浮沉試驗后各密度級產(chǎn)物的空氣干燥狀態(tài)質(zhì)量之和的差值，不得超過浮沉試驗前煤樣質(zhì)量的2％，否則應(yīng)重新進行浮沉試驗。
(2)灰分校核 浮沉試驗前煤樣灰分與浮沉試驗后各密度級產(chǎn)物灰分的加權(quán)平均值的差值，應(yīng)符合下列規(guī)定。
①? 樣中最大粒度大于或等于25mm。
?煤樣灰分小于20％時，相對差值不得超過10％，即:
?煤樣灰分大于或等于20％時，絕對差值不得超過2％，即:
②煤樣中最大粒度小于25mm。
?煤樣灰分小于15％時，相對差值不得超過10％，即:
?煤樣灰分大于或等于15％時，絕對差值不得超過1.5％，即:
式中Ad――浮沉試驗前煤樣的灰分，％；
Ad――浮沉試驗后各密度級產(chǎn)物的加權(quán)平均灰分，％。
各密度級產(chǎn)物的產(chǎn)率和灰分取到小數(shù)點后兩位。
2．煤炭浮沉試驗資料的整理
如試驗結(jié)果符合上述數(shù)量、質(zhì)量規(guī)定的要求，即可將各粒級浮沉試驗結(jié)果填人浮沉試驗報告表中，將各粒級浮沉資料(包括自然級和破碎級)匯總出50～0.5mm粒級原煤浮沉試驗綜合表，并繪制可選性曲線。根據(jù)要求也可匯總出100～0.5mm或其他粒級的浮沉試驗綜合表。
原煤浮沉試驗是分粒級進行的，如一般選煤廠人洗原煤的粒度為50～Omm，浮沉時一般是把(原煤)試驗分成50～13mm、13～6mm、6～3mm、3～O．5mm和＜0.5mm粒級，所以整理時也應(yīng)分粒級進行。各粒級又包括自然級、破碎級和綜合級。下面就以25～13mm級的某次試驗資料整理為例，先將25～13mm粒級的自然級(未經(jīng)破碎的)浮沉試驗得到的各密度級物的質(zhì)量和灰分填入表3―8中。
表3―8中各欄的意義和計算方法如下。
第1欄“密度級”按規(guī)定的浮沉試驗填寫密度級：＜1.30kg/L、1.30～1．40kg/L、…、＞2.00kg/L。
第1欄“煤泥”是指浮沉試驗前從煤樣中沖洗掉的附著在煤粒表面的＜0.5mm的煤粉。
如表中25～13mm粒級浮沉時除去了0.238kg煤粉(原生煤泥)。
第2欄“質(zhì)量”是指由浮沉試驗得出的各密度級的浮物質(zhì)量。如＜1.30kg/L密度級的浮沉物質(zhì)量為1.645kg，則在＜1.30kg/L密度級的“質(zhì)量”欄中填寫，其余密度級的質(zhì)量同理填寫。
總計質(zhì)量=合計質(zhì)量+煤泥質(zhì)量，即24.732kg=24.494kg+0.238kg
第3欄“占本級產(chǎn)率”是指產(chǎn)品數(shù)量與原料數(shù)量的百分比或某一成分的數(shù)量與總量的百分比。即:
如表3―8中＜1.30kg／L密度級占本級產(chǎn)率為:
其余各密度級“占本級產(chǎn)率”的計算方法依此類推。
合計產(chǎn)率，即除掉原生煤泥后占本級產(chǎn)率，如表3―8中去除煤泥的試樣合計質(zhì)量為24.494kg，將24.494kg看作是本粒級試樣的100，并于第3欄各密度級浮沉物合計欄反映出累計產(chǎn)率為100％。
第4欄“占全樣產(chǎn)率”是指本粒級占全部浮沉煤樣的質(zhì)量分數(shù)(產(chǎn)率)。如表3―8中＜1.30kg/L密度級“占全樣產(chǎn)率”為:
其余各密度級“占全樣產(chǎn)率”的計算方法依此類推。
第5欄“灰分”指各密度級的化驗灰分，以百分數(shù)表示。將該粒級煤樣中各密度級的化驗灰分填入后還應(yīng)計算合計灰分和總計灰分，才可得出第5欄的全部數(shù)據(jù)。
第6欄“全硫”是各密度級產(chǎn)物在煤質(zhì)分析化驗中所測得的。
參考資料：煤質(zhì)分析及煤化工產(chǎn)品檢測
